При поддержке компании А-КОНТРАКТ в журнале «Технологии в электронной промышленности» № 6’2020 опубликована новая статья «Гибкость многослойных...
При поддержке компании А-КОНТРАКТ в журнале «Технологии в электронной промышленности» № 6’2020 опубликована новая статья «Гибкость многослойных...
Статья переведена и подготовлена к публикации в журнале "Компоненты и технологии" (№8, 2020г.) при поддержке компании А-КОНТРАКТ.
Сергей Шихов, технический директор «А‑КОНТРАКТ»:
Схемы ФАПЧ (PLL — Phase-Locked Loop) являются очень важной частью систем-накристалле (SoC), применяемых в областях телекоммуникации, компьютерах и других устройствах. Так, например, широко используемые СБИС ПЛ семейства Alterra Cyclone содержат в себе реализацию данной схемы. Таким образом, появление сверхминиатюрных реализаций ФАПЧ — это шаг к дальнейшему уменьшению габаритов и потребляемой мощности современных устройств.
Чтобы сократить площадь, специалисты использовали кольцевой компактный генератор, который можно легко уменьшить. Для снижения джиттера они уменьшили фазовый шум — случайные колебания сигнала — кольцевого генератора, применив внешнюю синхронизацию. Это процесс синхронизации генератора с внешним сигналом, частота которого (или кратная ему) близка к частоте генератора в широком диапазоне частот. Снижение фазового шума в свою очередь позволяет сократить потребление энергии.
Конструкция синтезируемой ФАПЧ во многих важнейших аспектах превосходит все существующие на данный момент современные ФАПЧ. Она показывает лучшую эффективность по джиттеру с наименьшим энергопотреблением и имеет самую маленькую площадь.
«Площадь сердцевины составляет 0,0036 мм2, а вся система ФАПЧ выполнена в виде одной компоновки с единым источником питания»,— отметил Кениши Окада. Более того, она может быть выполнена с использованием стандартных инструментов для цифрового проектирования, что позволяет сделать ее коммерчески доступной достаточно быстро, без больших усилий и с незначительными затратами на производство.
Новая синтезируемая система ФАПЧ легко интегрируется в конструкцию любых полностью цифровых SoC и является коммерчески жизнеспособной, что делает ее очень ценной для разработки столь необходимого 5-нм полупроводника для самых современных приложений — таких как искусственный интеллект, «Интернет вещей» и многих других, где критическими требованиями становятся высокая производительность и низкое энергопотребление.
Однако значение данного исследования простирается дальше заявленных возможностей. «Наша работа показывает потенциал синтезируемых схем. Примененный нами метод разработки дает возможность создавать другие синтезируемые элементы SoC, в частности конвертеры данных, схемы управления энергией и беспроводные приемопередатчики.
Это может значительно повысить производительность устройств и снизить усилия по проектированию»,— объясняет Окада. Tokyo Tech и Socionext продолжат сотрудничать в этой сфере для дальнейшей миниатюризации электронных устройств, что позволит реализовывать технологии новых поколений.
Данная исследовательская работа проводилась совместно с TeraPixel Technologies Inc.
Скачать полный текст статьи «Новая цифровая PPL — самая маленькая в мире» в формате pdf